Perché passiamo all’uso delle lampade a raggi infrarossi per la fabbricazione dei biosensori
Se avete mai lavorato sulla produzione di biosensori, conoscete bene i problemi legati al processo di essiccazione e cura termica dei materiali utilizzati. Si tratta di un processo lento, che richiede molto tempo. La maggior parte dei sistemi tradizionali si basa sulla circolazione dell’aria calda, ma, onestamente, questo metodo è inefficiente. In pratica, è come cercare di riscaldare una stanza facendo riscaldare soltanto l’aria intorno ad essa: un processo estremamente lento.
Ecco perché stiamo passando all’uso di lampade a raggi infrarossi a lunghezza d’onda corta.
I problemi legati all’attesa
L’aria calda rappresenta davvero un ostacolo: infatti, agisce come isolante. Nel processo di lavorazione dei semiconduttori, aspettare che la camera raggiunga una temperatura specifica rappresenta un grosso ostacolo. Le lampade a raggi infrarossi, invece, funzionano in modo diverso: utilizzano radiazioni elettromagnetiche, il che significa che il calore colpisce direttamente il substrato, senza alcun intermediario. La differenza è enorme: i tempi di assestamento passano da minuti a pochi secondi soltanto. Per coloro che lavorano con sostanze chimiche sensibili al calore, questo rappresenta davvero una soluzione fondamentale. È possibile portare la superficie al livello di temperatura desiderato, senza rischiare di danneggiare l’intero dispositivo.
Come impostare correttamente il sistema
Non basta semplicemente inserire una lampada a raggi infrarossi nel dispositivo: bisogna fare attenzione alla sua posizione. È necessario assicurarsi che lo spettro di emissione della lampada corrisponda effettivamente alla banda di assorbimento del polimero o del substrato utilizzato. Di solito, si utilizzano tubi allogenici in quarzo: permettono di ottenere una densità di potenza sufficiente per garantire una rapida essiccazione. Tuttavia, bisogna prestare attenzione alla distanza tra la lampada e il substrato: se questa è troppo ridotta, si creano “punti caldi” che possono distruggere il sensore. Se invece la distanza è troppo grande, si perdono tutti i vantaggi offerti da questo metodo. È quindi necessario trovare un equilibrio preciso.
Gli svantaggi
I raggi infrarossi non sono certo magici: agiscono in modo diretto, cioè solo su ciò che riescono a “vedere”. Se il sensore ha una forma 3D complessa, una singola lampada non sarà sufficiente: si creeranno punti freddi. La soluzione? Utilizzare più lampade per riscaldare il sensore da diverse angolazioni. Un ultimo punto importante: queste lampade diventano estremamente calde. È quindi necessario assicurarsi che i ventilatori di raffreddamento siano abbastanza potenti per gestire il calore emesso dal substrato. Altrimenti, i cavi e i sensori potrebbero essere danneggiati.